机械设计课程设计减速机蜗杆齿轮说明书

机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机传动装置学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化年级：11级班级：11级扎钢设备及工艺3班设计者：程鹏指导教师：邱雪松2014年1月10日2目录一、设计任务书······································（3）二、传动方案的拟定··································（4）三、电动机的选择及传动装置的参数计算················（4）四、传动零件的设计计算······························（8）五、轴的设计与计算································（18）六、轴承的设计及计算···························（29）七、键的选择·······································（32）八、联轴器的选择···································（33）九、润滑与密封的选择·······························（33）十、减速器的附件及说明·····························（34）十一、其他技术说明·································（35）十二、设计小结·····································（36)十三、参考资料······································(37）3一、设计任务书1、设计题目：带式输送机传动装置。2、传动装置简图：3、原始数据及要求：NF1829；mD32.0；sv/m37.03、其他条件：使用地点：煤厂；生产批量：中批；载荷性质：中等冲击；使用年限：五年一班；5、工作计划及工作量：（1）传动方案及总体设计计算2天（2）装配草图8天（3）装配图抄正5天（4）零件图2天（5）编写说明书2天（6）答辩1天4二、传动方案的拟定蜗杆传动蜗杆传动可以实现较大的传动比，传动平稳，噪声较小，结构紧凑，适用于中小功率的场合。采用锡青铜为涡轮材料的蜗杆传动，由于允许齿面有较高的相对滑动速度，蜗杆传动在高速级时传动效率较高，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可提高承载能力和传动效率。因此，将蜗杆传动布置在第一级。齿轮传动齿轮传动的平稳性较好，传动的速度和功率范围很大，效率高（一对齿轮可达005.99~98），对中心距的敏感性小，维修和装配简单，应用非常广泛，常在高速级或传动平稳的场合。因此，将齿轮传动布置在第二级。带传动传动平稳，噪音小，能缓冲吸震，结构简单，轴间距大，成本低，外廓尺寸大，由于传动比不稳定，应布置在低速级防止打滑。三，电动机的选择及参数计算电动机类型和结构形式的选择电动机是标准部件，因为使用地点为煤厂，载荷性质为中等冲击，所以选择Y系列（IP44）封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。电动机容量的选择5工作所需要的功率wP为：wwFVP1000其中：96.0,/32.0,1829wsmVNF，所以：705.096.0100037.01829wP电动机的输出功率0P为:w0PP为电动机至滚筒轴的传动总效率，查指导手册88页表12-10，其中，联轴的传动效率99.01，蜗杆的传动效率为80.02，齿轮的传动效率97.03，滚动轴承的传动效率98.04，则：71.098.097.080.099.042443212电动机所需要的功率为：kW99.071.0705.00wPP因载荷性质为中等冲击，电动机额定功率mP需大于0P，查《机械设计课程设计指导手册》119页表14-4和120页续表14-4，选取电动机额定功率为Wk1.1。705.0wP71.0kW99.00Pwn1.22min/r6电动机转速的选择滚筒轴工作转速：min/1.2232.014.337.06060nrDvw蜗杆传动比范围：60~15i1所以电动机实际转速的推荐值为：min)/(4.1325~332n1rniwd符合这一范围的同步转速有min/750r和min/1000r综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和价格等因素，为使传动装置机构紧凑，选用同步转速min/1000r的电动机。综上，所选电动机为：型号Y90L-6，满载转速min/910rnm,额定功率kW1.1。总传动比的确定及分配总传动比为18.411.22910iwmnn分配传动比齿轮传动比的常用值为：88.2~65.1)07.0~04.0(i2ai取3.2i2,则90.173.218.41i21iiY90L-6mn910min/rkW1.118.41i3.2i290.17i17计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速：电动机min/910n0r;轴1min/910nn01r;轴2min/84.5090.17910n112rin;轴3min/10.223.284.50n223rin;卷筒轴min/10.22nn34r各轴的输入功率：电动机wPk99.00;轴1kwPP98.099.099.0101;轴2kw67.098.080.098.04212PP;轴3kw64.098.097.067.04323PP;卷筒轴kw62.098.099.064.01434PP;各轴的输入转矩：电机轴mNnPT39.1091099.095509550000;转速n功率P8轴1mNTT29.1099.039.100101轴2mNiTT41.14498.08.090.1729.1011212;轴3mNiTT74.31598.097.03.241.14422323;滚筒轴mNTT33.30699.098.074.3153434;整理列表：运动和动力参数计算结果整理于下表：运动和动力参数表轴功率P/kW转矩T/N•m转速n/rpm电机轴0.9910.3991010.9810.2991020.67144.4150.8430.64315.7422.10卷筒轴0.62306.3322.10四，传动件的设计计算蜗轮蜗杆的选择计算1、选择蜗杆的传动类型根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。2、选择材料转矩T9蜗杆传动传递的功率不大，速度中等，故蜗杆用45钢，表面硬度45HRC，蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1，砂模铸造。轮芯用灰铸铁HT100制造。3、头数选取蜗杆头数21Z;则蜗轮齿数8.35i112ZZ,取362Z,18236i12ZZ0000356.018)90.1718(（符合要求）4、按齿面接触疲劳强度进行计算根据闭式蜗杆的传动设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。确定许用接触应力][H根据蜗杆材料为铸锡青铜ZCuSn10P1，砂型铸造模，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，82710)9.0~7.0(][NbH可从《机械设计》104页表7-2中查得，MPab220,MPa140s，应力循环次数：72221066.3830058.5060tn60N则：45钢ZCuSn10P1HT10021Z362Z10MPaH65.1491066.3102208.0][8772、确定1,,dqm(1)由上面数据可知mmNmNT52104441.141.144(2)确荷系数K因受中等冲击，《机械设计》109页查表7-6取2.1AK；由于中等冲击，故取载荷分布不均匀系数1.1K；假设蜗杆圆周速度smv/3，由于转速不高，冲击不大，因此可取05.1VK，则：386.105.11.12.1VAKKKK(3)确定弹性影响系数EZ由《机械设计》110页表7-7，因选用的是铸锡青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故a155MPZE；(4)由21Z,查《机械设计》110页式（7-9）下附表:26.9cos47.9，)][(cos47.9qm2223HEZZKT18.1534]65.14936155[104441.1386.126.925根据18.1534m3q,查《机械设计》106页表7-4得：][H65.149aMP2T104441.15mmN386.1K5m631d600.12q111575m3q时，600.12,63,5m1qmmdmm蜗杆导程角：0193.96.122tanatana1rcqZrc3、确定传动尺寸（1）mmzqma5.121)366.12(25)(22取)(120'圆整a3.055.121120'maax（2）mmzmdmmd18036563221（3）校核)(2svvm/s06.30193.9sin48.0sin)(/3/48.010006018084.5014.31000602222vvKsmsmdnvsv不变4、弯曲疲劳强度校核(1)许用弯曲应力][FMPaNVbF6.231066.31022016.01016.0][97696查《机械设计》104页表7-2取140,220sb(2)弯曲应力计算s/m48.0v2m/s06.3svmma120631d1802d][FMPa6.2312当量齿数：37.370193.9cos36cos332ZZV齿形系数：查《机械设计》110页表7-8,取82.1FY螺旋角系数：94.01400193.911401Y弯曲应力：YYqzKTFF232m64.194.082.1366.125104441.1386.164.135)(509.9安全MPaMPa5、热平衡计算啮合效率：85.0)1.60193.9tan(tan9.0193)tan(tanv1）取页表查《机械设计》由（1.6107112vsv搅油效率2取为0.99，滚动轴承效率4取0.99/对。总效率：83.099.099.085.0421AkPttd)1(10000其中，取kwPCt98.0,2010,传热系数)/(18~142CmWkd,取)/(152CmWkd37.37VZ82.1FY94.0YFMPa9.985.0183.013maA275.175.1488.0)100120(33.0)100(33.0CCt8076.42488.015)83.01(98.0100020所以热平衡符合要求。齿轮传动选择计算1、选精度等级、材料及齿数（1）选精度等级运输机为一般工作机，速度不高，故选择8级精度。（2）材料选择由《机械设计》77页表6-3，选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度240HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为190HBS，二者材料硬度差为50HBS。（3）选取齿轮齿数选小齿轮齿数26z1；大齿轮齿数8.59263.2zz12u；圆整取60z2实际齿数比：31.2266012zzu传动比误差为：在允许范围内。,5%43.03.2)3.231.2()(00iii（4）选取螺旋角初选螺旋角15，齿宽系数0.7d（查《机械设计》mA2488.0Ct76.4226z160z21494页表6-7，轴承相对齿轮不对称布置。）(5)按齿面接触强度设计初定小齿轮分度圆直径1d